CN110595685A - 一种对比式六维力传感器标定装置及标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对比式六维力传感器标定装置，包括机架、加载装置、传感器固定装置和加载杆，加载装置和传感器固定装置固定在机架上，加载装置位于传感器固定装置的上方，待测传感器固定在传感器固定装置上，加载杆与待测传感器固定连接，加载装置通过加载杆）实现对待测传感器各方向的加载。本装置由于加载装置在三个位置时，加载力的位置位于同一圆周上，所以在对待测传感器各方向进行加载时，力矩长度相等，提高了标定的精度。一种对比式六维力传感器标定方法，本标定方法，标定时只需调整加载装置和传感器固定装置的位置状态，即可完成对待测传感器的6个方向标定，提高了标定的效率。

Description

一种对比式六维力传感器标定装置及标定方法

技术领域

本发明涉及六维力传感器的标定，具体的说是一种对比式六维力传感器标定装置及标定方法。

背景技术

六维力传感器能够同时检测三维空间的全力信息，即三维力信息( Fx，Fy，Fz)和三维力矩信息(Mx，My，Mz)，主要应用在力及力矩位置控制场合，如轮廓跟踪、精密装配、双手协调、试验系统中的六维力信息检测等。

传感器的测量精度是评定传感器最重要的性能指标之一，其误差包括随机误差和系统误差。对于六维力传感器来说，其随机误差主要是由内部信号处理电路、量化误差、外界干扰等因素引起；系统误差则主要是由标定系统的标定精度所决定，六维力传感器由于其本身机械结构的复杂性，以及传感器在制造、粘贴应变片等加工工艺环节存在误差，传感器的各输入输出通道之间存在相互耦合的问题，需要通过标定确定各个方向输入输出的耦合关系，计算其耦合矩阵，并通过解耦补偿各维之间耦合带来的影响。因此传感器标定装置的设计和标定方法的研究至关重要，其标定精度将直接影响其使用时的测量精度。

六维力传感器的标定就是通过对六维力传感器施加空间坐标系中独立的力／力矩，或是线性无关的多个力／力矩，读取六维力传感器在各种状态下标定时的输出，计算得到解耦矩阵。根据实际应用需求，六维力传感器的标定分为静态标定和动态标定，静态标定主要用于检测传感器的静态性能指标，如静态灵敏度、非线性、回差、重复性等；动态标定主要用于检测传感器的动态特性，如动态灵敏度、频率响应和固有频率等。

目前六维力传感器静态标定所采用的加载方式主要有测力环式和砝码式两种。其中测力环式加载采用顶杆方式，由测力环读出加载力值，这种加载允许有较大的加载力，但读数精度较低，高精度的测力环则价格昂贵。砝码式标定是采用等级砝码提供标准加载力，直接用等级砝码作为基准，力值精度较高，在中等量程、小量程六维力传感器的标定中使用比较普遍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现对背景技术中提及的目前六维力传感器静态标定所采用的测力环式加载方式和砝码式加载方式所带来的缺陷。

针对以上现有技术的缺点，提出一种对比式六维力传感器标定装置，该对比式六维力传感器标定装置加载力位置位于同一圆周上，所以在对待测传感器各方向进行加载时，力矩长度相等，提高了标定的精度。

具体的技术方案，一种对比式六维力传感器标定装置，包括机架、加载装置、传感器固定装置和加载杆，加载装置和传感器固定装置固定在机架上，加载装置位于传感器固定装置的上方，待测传感器固定在传感器固定装置上，加载杆与待测传感器固定连接，加载装置通过加载杆实现对待测传感器各方向的加载；

加载装置包括加载固定架、加载转动盘、驱动机构、一维力传感器、传力杆和压板，加载固定架固定在机架上，在加载固定架上设置中心圆孔，在中心圆孔内插入圆筒状的支撑底座，加载转动盘呈长条状且长度大于圆筒状支撑底座的直径，加载转动盘放置在圆筒状支撑底座上且加载转动盘的转动中心与圆筒状支撑底座的中心同轴；压板为环形，压板置于圆筒状支撑底座上，用于固定加载转动盘；在压板上以90°为间隔设置三个加载转动盘的加载位置，压板上在三个加载位处都对应设置有定位螺栓，在加载转动盘两端都设置有与定位螺栓相配合的螺孔，手动按90°为间隔旋转加载转动盘来调整加载位置；驱动机构安装在加载转动盘上，驱动机构的输出端驱动机构的输出端贯穿加载转动盘，一维力传感器一端连接驱动机构的输出端，一维力传感器另一端连接传力杆，传力杆连接加载杆；驱动机构驱动传力杆作直线往复运动给加载杆施加压力或拉力；

传感器固定装置包括装置底板、安装底座、定位底板和定位连接板，装置底板固定在机架上，安装底座固定在装置底板上，定位底板呈方形，定位底板的两个转角处通过旋转轴和支座转动设置在定位底板，定位底板绕旋转轴转动，定位底板水平时，定位底板的边通过水平位置定位板和两个水平位置压板固定在安装底座上；定位底板竖直时，定位底板通过竖直位置定位板和竖直位置压紧偏心轮固定；定位连接板为圆板，定位连接板的中心通过中心轴转动设置在定位底板上，在定位连接板上以90°为间隔设置四个六维力传感器标定位置， 定位连接板上在与四个标定位置处相对的端面上设置定位螺孔，定位底板上安装标定为固定螺栓，在标定位置确定后，固定螺栓旋进标定位置的定位螺孔将定位连接板固定；

六维力传感器通过螺栓固定在定位连接板上；

加载杆包括中间基座、X方向传力杆、Y方向传力杆和六根受力杆，X方向传力杆和Y方向传力杆十字交叉设置在中间基座上，六根受力杆中的四根受力杆分别垂直设置在X方向传力杆和Y方向传力杆的两端端部，四根受力杆共面，最后两根受力杆对称设置在中间基座上且垂直于X方向传力杆和Y方向传力杆所在的面；

加载杆上位于中间基座上的一根受力杆插入六维力传感器内，X方向传力杆和Y方向传力杆的两端端部的四根受力杆分别对应定位连接板上四个标定位置。

本发明进一步限定的技术方案是：

驱动机构为气缸、油缸或液压缸。当驱动机构为气缸时，气缸的缸体偏心固定在加载转动盘上，气缸的活塞杆贯穿加载转动盘伸出连接一维力传感器。

在加载转动盘的旋转中心位置处安装手动旋把。手动旋把的设置目的是，便于操作人员手动旋转加载转动盘。

传感器固定装置还包括调整六维力传感器安装位置的位置调整组件，位置调整组件包括两根铝型材垫块和两根挡板条，两根铝型材垫块平行且间隔固定在装置底板上，安装底座两端支撑在两根铝型材垫块上并固定，两根挡板条平行设置且两端分别支撑在两根铝型材垫块上并固定，安装底座卡在两根挡板条之间。位置调整组件的设置目的是调整六维力传感器安装位置，通过先安装两根挡板条将安装底座限制在两根挡板条之间，有效地保证了装置的装配精准度。

水平位置定位板通过螺钉固定在安装底座上，两个水平位置压板分别滑动设置在安装底座上且位于水平位置定位板的两端。

竖直位置定位板两端分别卡入两个支座上开设的缺口内，竖直位置定位板挡在定位底板的背面，竖直位置压紧偏心轮装在固定轴上，固定轴转动装在定位底板的背面上，在固定轴的自由端部安装有手柄，通过转动手柄，调整竖直位置压紧偏心轮与竖直位置定位板之间的间隙固定定位底板。

本发明提出对比式六维力传感器标定装置的标定方法，包括如下步骤：

步骤1）标定装置组装；

步骤2）将待测传感器安装在定位连接板上，初始位置调整，定位连接板调整到竖直位置并固定，调整加载转动盘处于第二位置并固定，加载杆上X方向传力杆处于竖直位置，加载装置内的传力杆可拆卸式连接X方向传力杆处于上方的受力杆；初始位置确定后，等待标定；

步骤3）加载装置中的驱动机构通过传力杆对加载杆进行加载，此时待测力传感器受到力状态为Fx，通过一维力传感器控制加载力的大小，然后采集待测传感器各方向的输出数据；完成对待测力传感器受力Fx的标定，拆开传力杆与受力杆；

步骤4）保持定位连接板处于竖直位置，90°旋转定位连接板，使Y方向传力杆处于竖直位置，将加载装置内的传力杆可拆卸式连接Y方向传力杆处于上方的受力杆；加载装置中的驱动机构通过传力杆对加载杆进行加载，此时待测传感器受到力状态为Fy，通过一维力传感器控制加载力的大小，然后采集待测传感器在受力Fy时各方向的输出数据；完成对待测力传感器受力Fy的标定，拆开传力杆与受力杆；

步骤5）调整定位连接板处于水平位置并固定，此时Y方向传力杆端部的一个受力杆位于加载装置内的传力杆的正下方，将传力杆末端可拆卸式连接受力杆；加载装置中的驱动机构通过传力杆对加载杆进行加载，此时待测力传感器受到力状态为My，通过一维力传感器控制加载力的大小，采集待测传感器在受力My时各方向的输出数据；完成对待测力传感器受力My的标定，拆开传力杆与受力杆；

步骤6）保持定位连接板处于水平位置，90°旋转定位连接板，此时X方向传力杆端部的一个受力杆位于加载装置内的传力杆的正下方，将传力杆末端可拆卸式连接受力杆；加载装置中的驱动机构通过传力杆对加载杆进行加载，此时待测力传感器受到力状态为Mx，通过一维力传感器控制加载力的大小，采集待测传感器在受力Mx时各方向的输出数据；完成对待测力传感器受力Mx的标定，拆开传力杆与受力杆；

步骤7）保持定位连接板处于水平位置，调整加载转动盘处于第三位置并固定，此时加载装置的传力杆末端正对加载杆的中间基座中心处的受力杆，将传力杆末端可拆卸式连接受力杆；加载装置中的驱动机构通过传力杆对加载杆进行加载，此时待测力传感器受到力状态为Fz，通过一维力传感器控制加载力的大小，采集待测传感器在受力Fz时各方向的输出数据；完成对待测力传感器受力Fz的标定，拆开传力杆与受力杆；

步骤8）调整定位连接板处于竖直位置并固定，调整加载转动盘处于第一位置并固定，此时加载杆上X方向传力杆处于水平位置，X方向传力杆一端部的受力杆位于加载装置内的传力杆的末端，将传力杆末端可拆卸式连接受力杆；加载装置中的驱动机构通过传力杆对加载杆进行加载，此时待测力传感器受到力状态为Mz，通过一维力传感器控制加载力的大小，采集待测传感器在受力Mz时各方向的输出数据；完成对待测力传感器受力Mz的标定，拆开传力杆与受力杆；

步骤9）对上述步骤中测得的输出数据进行处理分析，得到待测传感器的解耦矩阵，完成对待测传感器的标定。

采集待测传感器的输出数据是通过将待测传感器的信号端接入数据采集卡的方法完成。这种采用数据采集卡来采集待测传感器在各个受力状态下的输出数据为本技术领域内的常规技术。

本发明的有益效果是：

1、本标定装置，由于加载装置在三个位置时，加载力的位置位于同一圆周上，所以在对待测传感器各方向进行加载时，力矩长度相等，提高了标定的精度。

2、本标定装置，在标定时待测传感器的受力点均位于待测传感器的中心面，进一步提高了标定的精度。

3、本标定方法，标定时只需调整加载装置和传感器固定装置的位置状态，即可完成对待测传感器的6个方向标定，提高了标定的效率。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为加载固定架的立体示意图。

图3为加载转动盘处于第一加载位置的主视图。

图4为加载转动盘处于第二加载位置的主视图。

图5为加载转动盘处于第三加载位置的主视图。

图6为气缸、一维力传感器和传力杆装配示意图。

图7为传感器固定装置的定位底板处于水平位置的结构示意图（图中省略了一个水平位置压板）。

图8为传感器固定装置的定位底板处于竖直位置的第一结构示意图。

图9为传感器固定装置的定位底板处于竖直位置的第二结构示意图。

图10为图9中竖直位置压紧偏心轮和竖直位置定位板安装位置处的放大视图。

图11为加载杆的结构示意图。

图12为处于初始位置的标定装置整体结构示意图。

图13为待测传感器受力Fx和受力Fy的加载力的局部示意图。

图14为标定受力Mx和受力My的标定装置整体结构示意图。

图15为标定受力Fz的标定装置整体结构示意图。

图16为标定受力Mz的标定装置整体结构示意图。

图17为待测传感器受力Mz的加载力的局部示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-17及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种对比式六维力传感器标定装置，包括机架1、加载装置2、传感器固定装置3和加载杆4，加载装置2和传感器固定装置3固定在机架1上，加载装置2位于传感器固定装置3的上方，待测传感器5固定在传感器固定装置3上，加载杆4与待测传感器5固定连接，加载装置2通过加载杆4实现对待测传感器5各方向的加载。

如图1所示，本实施例中机架1为角钢或型钢焊接而成的钢架。

如图2所示，加载装置2包括加载固定架201、加载转动盘202、驱动机构203、一维力传感器204、传力杆205和压板207。

本实施例中一维力传感器204为外购件，优先采购中航电测仪器股份有限公司，对外销售的H3系列的力传感器。

本实施例中驱动机构203为气缸，气缸的缸体偏心固定在加载转动盘202上，气缸的活塞杆贯穿加载转动盘202伸出连接一维力传感器204。当驱动机构203为油缸或液压缸时，其安装的方式跟气缸的安装方式相同。

如图2所示，加载固定架201固定在机架1上，在加载固定架201上设置中心圆孔，在中心圆孔内插入圆筒状的支撑底座206，加载转动盘202呈长条状且长度大于圆筒状支撑底座206的直径，加载转动盘202放置在圆筒状支撑底座206上且加载转动盘202的转动中心与圆筒状支撑底座206的中心同轴。压板207为环形，压板207置于圆筒状支撑底座206上，用于固定加载转动盘202；在压板207上以90°为间隔设置三个加载转动盘202的加载位置，压板207上在三个加载位处都对应设置有定位螺栓207-1，在加载转动盘202两端都设置有与定位螺栓207-1相配合的螺孔，手动按90°为间隔旋转加载转动盘202来调整加载位置。

如图3、4和5所示，本实施例中在压板207上以90°为间隔设置三个加载转动盘202的加载位置，假设以第一加载位置作为初始位置，第二加载位置就是在第一加载位置基础上顺时针旋转90°的位置，第三加载位置就是在第二加载位置基础上顺时针旋转90°的位置。

本实施例在具体标定时，标定装置的初始位置设定，是将加载转动盘202作为初始位置，在初始位置时，定位连接板303调整到竖直位置并固定，加载杆4上X方向传力杆402处于竖直位置，加载装置2内的传力杆205可拆卸式连接X方向传力杆402处于上方的受力杆404。

本标定装置，当加载转动盘202所处的加载位置确定好后，需固定，具体为将压板207上定位螺栓207-1旋进加载转动盘202和支撑底座206上的螺孔内，将加载转动盘202固定在压板207和支撑底座206之间。

如图2所示，本标定装置，在加载转动盘202的旋转中心位置处安装手动旋把208。手动旋把的设置目的是，便于操作人员手动旋转加载转动盘。

如图3、4和5所示，在具体实施时，为了孔的均与分别，在压板207八等份设置了八个定位螺栓207-1，在每个加载位置上都通过两个定位螺栓207-1固定加载转动盘202。

如图6所示，气缸安装在加载转动盘202上，气缸的活塞杆贯穿加载转动盘202，一维力传感器204一端连接气缸的活塞杆端部，一维力传感器204另一端连接传力杆205。传力杆205连接加载杆4；气缸驱动传力杆205作直线往复运动给加载杆4施加压力或拉力，一维力传感器204记录施加力的大小。

如图7、8和9所示，传感器固定装置3包括装置底板309、安装底座301、定位底板302和定位连接板303。

如图8所示，装置底板309固定在机架1上，安装底座301固定在装置底板309上，定位底板302呈方形，定位底板302的两个转角处通过旋转轴和支座306转动设置在定位底板302，定位底板302绕旋转轴转动，定位底板302水平时，定位底板302的边通过水平位置定位板305和两个水平位置压板304固定在安装底座301上；定位底板302竖直时，定位底板302通过竖直位置定位板312和竖直位置压紧偏心轮311固定。

如图8和9所示，定位连接板303为圆板，在定位底板302上开设可装入定位连接板303的凹槽，定位连接板303装入凹槽并且定位连接板303的中心通过中心轴转动设置在定位底板302上，在定位连接板303背面的下端开设一段可供竖直位置定位板312和竖直位置压紧偏心轮311进行安装操作的缺口，在此缺口，定位连接板303凸出缺口。如图9所示。

在定位连接板303上以90°为间隔设置四个六维力传感器标定位置，定位连接板303上在与四个标定位置处相对的端面上设置定位螺孔，定位底板302上安装标定为固定螺栓308，在标定位置确定后，固定螺栓308旋进标定位置的定位螺孔将定位连接板303固定。

待测传感器5（六维力传感器）通过螺栓固定在定位连接板303上，在六维力传感器上设置有安装螺纹孔，在定位连接板303的板面上对应六维力传感器上的安装螺纹孔设置安装孔，通过螺栓固定。

如图8所示，传感器固定装置3还包括调整六维力传感器安装位置的位置调整组件，位置调整组件包括两根铝型材垫块310和两根挡板条307，两根铝型材垫块310平行且间隔固定在装置底板309上，安装底座301两端支撑在两根铝型材垫块310上并固定，两根挡板条307平行设置且两端分别支撑在两根铝型材垫块310上并固定，安装底座301卡在两根挡板条307之间。

位置调整组件，两根铝型材垫块310调整待测传感器5相对于加载杆4的纵向位置，两根挡板条307调整待测传感器5相对于加载杆4的横向位置，同时通过先安装两根挡板条307将安装底座301限制在两根挡板条307之间，有效地保证了装置的装配精准度。两根铝型材垫块310、两根挡板条307和安装底座301之间的连接都通过螺栓固定。

如图7和8所示，本实施例中定位底板302可根据标定的要求存在水平固定位置和竖直固定位置，定位底板302水平时，定位底板302的边通过水平位置定位板305和两个水平位置压板304固定在安装底座301上。水平位置定位板305通过螺钉固定在安装底座301上，两个水平位置压板304分别滑动设置在安装底座301上且位于水平位置定位板305的两端。

如图9和10所示，定位底板302竖直时，定位底板302通过竖直位置定位板312和竖直位置压紧偏心轮311固定。竖直位置定位板312两端分别卡入两个支座306上开设的缺口内，竖直位置定位板312挡在定位底板302的背面，竖直位置压紧偏心轮311装在固定轴上，固定轴转动装在定位底板302的背面上，竖直位置压紧偏心轮位于竖直位置定位板312与定位连接板303之间，在固定轴的自由端部安装有手柄311，通过转动手柄311，调节调整竖直位置压紧偏心轮311与竖直位置定位板312之间的间隙固定定位底板302。

在定位底板302处于水平固定位置时，竖直位置定位板312是不需要安装的，只有在定位底板302处于竖直位置时，才将竖直位置定位板312卡入两个支座306上开设的缺口内，之后通过偏心轮311压紧。如图10所示。

如图11所示，加载杆4包括中间基座401、X方向传力杆402、Y方向传力杆403和六根受力杆404，X方向传力杆402和Y方向传力杆403十字交叉设置在中间基座401上，六根受力杆404中的四根受力杆404分别垂直设置在X方向传力杆402和Y方向传力杆403的两端端部，四根受力杆404共面，最后两根受力杆404对称设置在中间基座401上且垂直于X方向传力杆402和Y方向传力杆403所在的面。

加载杆4上位于中间基座401上的一根受力杆404插入待测传感器5（六维力传感器）的中心，X方向传力杆402和Y方向传力杆403的两端端部的四根受力杆404分别对应定位连接板303上四个标定位置。

一种对比式六维力传感器标定装置的标定方法，包括如下步骤：

步骤1）标定装置组装；

步骤2）将待测传感器5安装在定位连接板303上，初始位置调整，定位连接板303调整到竖直位置并固定，调整加载转动盘202处于第二位置并固定，加载杆4上X方向传力杆402处于竖直位置，加载装置2内的传力杆205可拆卸式连接X方向传力杆402处于上方的受力杆404；初始位置确定后，等待标定；如图12所示。

步骤3）加载装置2中的驱动机构203通过传力杆205对加载杆4进行加载，此时待测力传感器5受到力状态为Fx，通过一维力传感器204控制加载力的大小，然后采集待测传感器5各方向的输出数据；完成对待测力传感器5受力Fx的标定，拆开传力杆205与受力杆404；如图12和13所示。

步骤4）保持定位连接板303处于竖直位置，90°旋转定位连接板303，使Y方向传力杆403处于竖直位置，将加载装置2内的传力杆205可拆卸式连接Y方向传力杆403处于上方的受力杆404；加载装置2中的驱动机构203通过传力杆205对加载杆4进行加载，此时待测传感器5受到力状态为Fy，通过一维力传感器204控制加载力的大小，然后采集待测传感器5在受力Fy时各方向的输出数据；完成对待测力传感器5受力Fy的标定，拆开传力杆205与受力杆404；如图12和13所示。

步骤5）调整定位连接板303处于水平位置并固定，此时Y方向传力杆403端部的一个受力杆404位于加载装置2内的传力杆205的正下方，将传力杆205末端可拆卸式连接受力杆404；加载装置2中的驱动机构203通过传力杆205对加载杆4进行加载，此时待测力传感器5受到力状态为My，通过一维力传感器204控制加载力的大小，采集待测传感器5在受力My时各方向的输出数据；完成对待测力传感器5受力My的标定，拆开传力杆205与受力杆404；如图14所示。

步骤6）保持定位连接板303处于水平位置，90°旋转定位连接板303，此时X方向传力杆402端部的一个受力杆404位于加载装置2内的传力杆205的正下方，将传力杆205末端可拆卸式连接受力杆404；加载装置2中的驱动机构203通过传力杆205对加载杆4进行加载，此时待测力传感器5受到力状态为Mx，通过一维力传感器204控制加载力的大小，采集待测传感器5在受力Mx时各方向的输出数据；完成对待测力传感器5受力Mx的标定，拆开传力杆205与受力杆404；如图14所示。

步骤7）保持定位连接板303处于水平位置，调整加载转动盘202处于第三位置并固定，此时加载装置2的传力杆205末端正对加载杆4的中间基座401中心处的受力杆404，将传力杆205末端可拆卸式连接受力杆404；加载装置2中的驱动机构203通过传力杆205对加载杆4进行加载，此时待测力传感器5受到力状态为Fz，通过一维力传感器204控制加载力的大小，采集待测传感器5在受力Fz时各方向的输出数据；完成对待测力传感器5受力Fz的标定，拆开传力杆205与受力杆404；如图15所示。

步骤8）调整定位连接板303处于竖直位置并固定，调整加载转动盘202处于第一位置并固定，此时加载杆4上X方向传力杆402处于水平位置，X方向传力杆402一端部的受力杆404位于加载装置2内的传力杆205的末端，将传力杆205末端可拆卸式连接受力杆404；加载装置2中的驱动机构203通过传力杆205对加载杆4进行加载，此时待测力传感器5受到力状态为Mz，通过一维力传感器204控制加载力的大小，采集待测传感器5在受力Mz时各方向的输出数据；完成对待测力传感器5受力Mz的标定，拆开传力杆205与受力杆404；如图16和17所示。

步骤9）对上述步骤中测得的输出数据进行处理分析，得到待测传感器5的解耦矩阵，完成对待测传感器5的标定。

采集待测传感器5的输出数据是通过将待测传感器5的信号端接入数据采集卡的方法完成。

本实施例方法中提及的对标定方法中测得的输出数据进行处理分析，得到待测传感器5的解耦矩阵，这个算法过程为本技术领域内公知算法，具体算法本发明不作限定。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种对比式六维力传感器标定装置，其特征在于：包括机架（1）、加载装置（2）、传感器固定装置（3）和加载杆（4），加载装置（2）和传感器固定装置（3）固定在机架（1）上，加载装置（2）位于传感器固定装置（3）的上方，待测传感器（5）固定在传感器固定装置（3）上，加载杆（4）与待测传感器（5）固定连接，加载装置（2）通过加载杆（4）实现对待测传感器（5）各方向的加载；

加载装置（2）包括加载固定架（201）、加载转动盘（202）、驱动机构（203）、一维力传感器（204）、传力杆（205）和压板（207），加载固定架（201）固定在机架（1）上，在加载固定架（201）上设置中心圆孔，在中心圆孔内插入圆筒状的支撑底座（206），加载转动盘（202）呈长条状且长度大于圆筒状支撑底座（206）的直径，加载转动盘（202）放置在圆筒状支撑底座（206）上且加载转动盘（202）的转动中心与圆筒状支撑底座（206）的中心同轴；压板（207）为环形，压板（207）置于圆筒状支撑底座（206）上，用于固定加载转动盘（202）；在压板（207）上以90°为间隔设置三个加载转动盘（202）的加载位置，压板（207）上在三个加载位处都对应设置有定位螺栓（207-1），在加载转动盘（202）两端都设置有与定位螺栓（207-1）相配合的螺孔，手动按90°为间隔旋转加载转动盘（202）来调整加载位置；驱动机构（203）安装在加载转动盘（202）上，驱动机构（203）的输出端驱动机构（203）的输出端贯穿加载转动盘（202），一维力传感器（204）一端连接驱动机构（203）的输出端，一维力传感器（204）另一端连接传力杆（205），传力杆（205）连接加载杆（4）；驱动机构（203）驱动传力杆（205）作直线往复运动给加载杆（4）施加压力或拉力；

传感器固定装置（3）包括装置底板（309）、安装底座（301）、定位底板（302）和定位连接板（303），装置底板（309）固定在机架（1）上，安装底座（301）固定在装置底板（309）上，定位底板（302）呈方形，定位底板（302）的两个转角处通过旋转轴和支座（306）转动设置在定位底板（302），定位底板（302）绕旋转轴转动，定位底板（302）水平时，定位底板（302）的边通过水平位置定位板（305）和两个水平位置压板（304）固定在安装底座（301）上；定位底板（302）竖直时，定位底板（302）通过竖直位置定位板（312）和竖直位置压紧偏心轮（311）固定；定位连接板（303）为圆板，定位连接板（303）的中心通过中心轴转动设置在定位底板（302）上，在定位连接板（303）上以90°为间隔设置四个六维力传感器标定位置， 定位连接板（303）上在与四个标定位置处相对的端面上设置定位螺孔，定位底板（302）上安装标定为固定螺栓（308），在标定位置确定后，固定螺栓（308）旋进标定位置的定位螺孔将定位连接板（303）固定；

六维力传感器通过螺栓固定在定位连接板（303）上；

加载杆（4）包括中间基座（401）、X方向传力杆（402）、Y方向传力杆（403）和六根受力杆（404），X方向传力杆（402）和Y方向传力杆（403）十字交叉设置在中间基座（401）上，六根受力杆（404）中的四根受力杆（404）分别垂直设置在X方向传力杆（402）和Y方向传力杆（403）的两端端部，四根受力杆（404）共面，最后两根受力杆（404）对称设置在中间基座（401）上且垂直于X方向传力杆（402）和Y方向传力杆（403）所在的面；

加载杆（4）上位于中间基座（401）上的一根受力杆（404）插入六维力传感器内，X方向传力杆（402）和Y方向传力杆（403）的两端端部的四根受力杆（404）分别对应定位连接板（303）上四个标定位置。

2.根据权利要求1所述的对比式六维力传感器标定装置，其特征在于：驱动机构（203）为气缸、油缸或液压缸。

3.根据权利要求2所述的对比式六维力传感器标定装置，其特征在于：在加载转动盘（202）的旋转中心位置处安装手动旋把（208）。

4.根据权利要求1所述的对比式六维力传感器标定装置，其特征在于：传感器固定装置（3）还包括调整六维力传感器安装位置的位置调整组件，位置调整组件包括两根铝型材垫块（310）和两根挡板条（307），两根铝型材垫块（310）平行且间隔固定在装置底板（309）上，安装底座（301）两端支撑在两根铝型材垫块（310）上并固定，两根挡板条（307）平行设置且两端分别支撑在两根铝型材垫块（310）上并固定，安装底座（301）卡在两根挡板条（307）之间。

5.根据权利要求1所述的对比式六维力传感器标定装置，其特征在于：水平位置定位板（305）通过螺钉固定在安装底座（301）上，两个水平位置压板（304）分别滑动设置在安装底座（301）上且位于水平位置定位板（305）的两端。

6.根据权利要求1所述的对比式六维力传感器标定装置，其特征在于：竖直位置定位板（312）两端分别卡入两个支座（306）上开设的缺口内，竖直位置定位板（312）挡在定位底板（302）的背面，竖直位置压紧偏心轮（311）装在固定轴上，固定轴转动装在定位底板（302）的背面上，在固定轴的自由端部安装有手柄（311），通过转动手柄（311），调整竖直位置压紧偏心轮（311）与竖直位置定位板（312）之间的间隙固定定位底板（302）。

7.根据权利要求1-7所述对比式六维力传感器标定装置的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1）标定装置组装；

步骤2）将待测传感器（5）安装在定位连接板（303）上，初始位置调整，定位连接板（303）调整到竖直位置并固定，调整加载转动盘（202）处于第二位置并固定，加载杆（4）上X方向传力杆（402）处于竖直位置，加载装置（2）内的传力杆（205）可拆卸式连接X方向传力杆（402）处于上方的受力杆（404）；初始位置确定后，等待标定；

步骤3）加载装置（2）中的驱动机构（203）通过传力杆（205）对加载杆（4）进行加载，此时待测力传感器（5）受到力状态为Fx，通过一维力传感器（204）控制加载力的大小，然后采集待测传感器（5）各方向的输出数据；完成对待测力传感器（5）受力Fx的标定，拆开传力杆（205）与受力杆（404）；

步骤4）保持定位连接板（303）处于竖直位置，90°旋转定位连接板（303），使Y方向传力杆（403）处于竖直位置，将加载装置（2）内的传力杆（205）可拆卸式连接Y方向传力杆（403）处于上方的受力杆（404）；加载装置（2）中的驱动机构（203）通过传力杆（205）对加载杆（4）进行加载，此时待测传感器（5）受到力状态为Fy，通过一维力传感器（204）控制加载力的大小，然后采集待测传感器（5）在受力Fy时各方向的输出数据；完成对待测力传感器（5）受力Fy的标定，拆开传力杆（205）与受力杆（404）；

步骤5）调整定位连接板（303）处于水平位置并固定，此时Y方向传力杆（403）端部的一个受力杆（404）位于加载装置（2）内的传力杆（205）的正下方，将传力杆（205）末端可拆卸式连接受力杆（404）；加载装置（2）中的驱动机构（203）通过传力杆（205）对加载杆（4）进行加载，此时待测力传感器（5）受到力状态为My，通过一维力传感器（204）控制加载力的大小，采集待测传感器（5）在受力My时各方向的输出数据；完成对待测力传感器（5）受力My的标定，拆开传力杆（205）与受力杆（404）；

步骤6）保持定位连接板（303）处于水平位置，90°旋转定位连接板（303），此时X方向传力杆（402）端部的一个受力杆（404）位于加载装置（2）内的传力杆（205）的正下方，将传力杆（205）末端可拆卸式连接受力杆（404）；加载装置（2）中的驱动机构（203）通过传力杆（205）对加载杆（4）进行加载，此时待测力传感器（5）受到力状态为Mx，通过一维力传感器（204）控制加载力的大小，采集待测传感器（5）在受力Mx时各方向的输出数据；完成对待测力传感器（5）受力Mx的标定，拆开传力杆（205）与受力杆（404）；

步骤7）保持定位连接板（303）处于水平位置，调整加载转动盘（202）处于第三位置并固定，此时加载装置（2）的传力杆（205）末端正对加载杆（4）的中间基座（401）中心处的受力杆（404），将传力杆（205）末端可拆卸式连接受力杆（404）；加载装置（2）中的驱动机构（203）通过传力杆（205）对加载杆（4）进行加载，此时待测力传感器（5）受到力状态为Fz，通过一维力传感器（204）控制加载力的大小，采集待测传感器（5）在受力Fz时各方向的输出数据；完成对待测力传感器（5）受力Fz的标定，拆开传力杆（205）与受力杆（404）；

步骤8）调整定位连接板（303）处于竖直位置并固定，调整加载转动盘（202）处于第一位置并固定，此时加载杆（4）上X方向传力杆（402）处于水平位置，X方向传力杆（402）一端部的受力杆（404）位于加载装置（2）内的传力杆（205）的末端，将传力杆（205）末端可拆卸式连接受力杆（404）；加载装置（2）中的驱动机构（203）通过传力杆（205）对加载杆（4）进行加载，此时待测力传感器（5）受到力状态为Mz，通过一维力传感器（204）控制加载力的大小，采集待测传感器（5）在受力Mz时各方向的输出数据；完成对待测力传感器（5）受力Mz的标定，拆开传力杆（205）与受力杆（404）；

步骤9）对上述步骤中测得的输出数据进行处理分析，得到待测传感器（5）的解耦矩阵，完成对待测传感器（5）的标定。

8.根据权利要求7所述的标定方法，其特征在于，采集待测传感器（5）的输出数据是通过将待测传感器（5）的信号端接入数据采集卡的方法完成。